35

PENGAMBILAN Cd, Co, Pb, Ni dan Zn OLEH Melastoma malabathricum DARIPADA

TANAH BEKAS LOMBONG DI LOMBONG PELEPAH KANAN,

KOTA TINGGI, JOHOR

Sahibin Abd. Rahim, Tukimat Lihan, Wan Mohd. Razi Idris, *Baba Musta, *Adong

Laming And Choo Lee Chain

Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia

43600, Bangi, Selangor, Malaysia

Sekolah Sains dan Teknologi, Universiti Malaysia Sabah

88999, Kota Kinabalu, Sabah, Malaysia

ABSTRAK. Sebanyak lima belas sampel Melastoma malabathricum dan tanah telah diambil

di tapak bekas lombong besi dan timah yang dikenali sebagai Lombong Pelepah Kanan, Kota

Tinggi, Johor. Bahagian tumbuhan yang berbeza (akar, batang, daun) telah dianalisis untuk

mengkaji penyerapan kandungan logam berat seperti Cd, Co, Pb, Ni dan Zn. Parameter

tanah yang dijangka mempengaruhi pengambilan dan penumpukan logam berat dalam

tumbuhan seperti taburan saiz, pH, kekonduksian elektrik dan kandungan bahan organik juga

turut dikaji. Hasil kajian menunjukkan kandungan logam berat dalam bahagian-bahagian

tumbuhan adalah mengikut turutan seperti berikut; Ni>Co>Zn>Cd>Pb. Secara amnya

kepekatan logam berat adalah tertinggi dalam akar diikuti oleh daun dan batang. Data

koefisien serapan biologi (BAC) menunjukkan bahawa spesies tumbuhan Melastoma

malabathricum adalah sesuai sebagai penunjuk biologi bagi logam berat Ni, Co dan Cd.

Taburan saiz partikel kebanyakan tanah di kawasan kajian adalah jenis berpasir dan

bertekstur pasir berloam. Kandungan bahan organik adalah sekitar 1.45% hingga 5.91%.

Nilai pH bagi tanah di kawasan kajian adalah sekitar 3.55 hingga 5.68 iaitu bersifat asid.

Kekonduksian elektrik tanah adalah antara 2.14 mS/cm hingga 2.58 mS/cm. Sela kepekatan

logam berat dalam tanah ialah daripada 134.66 mg/kg hingga 1268.5 mg/kg bagi Zn, 132.99

mg/kg hingga 164.14 mg/kg bagi Co, 21.31 mg/kg hingga 148.12 mg/kg bagi Pb, 2.93 mg/kg

hingga 10.71 mg/kg bagi Ni dan 0.89 mg/kg hingga 3.35 mg/kg bagi Cd.

KATAKUNCI. Logam-logam Berat, tanah bekas lombong, Petunjuk Biologi, Melastoma

Malabathricum

ABSTRACT. Fifteen samples of Melastoma malabathricum and their soil substrates were

collected from a former iron and tin mine known as Lombong Pelepah Kanan, Kota Tinggi,

Johor. The different parts of plant (root, stem and leaves) were analysed to evaluate the

absorption and accumulation of heavy metals such as Cd, Co, Pb, Ni and Zn. Parameters of

soil expected to be influential in the uptake of heavy metal by plants such as particle size, pH,

electrical conductivity and organic matter were also studied. Results showed that the

concentration of heavy metals in different parts of the plant were in the following order;

Ni>Co>Zn>Cd>Pb. Generally the heavy metal concentration was highest in roots followed

by leaf and stem. The biological absorption coefficient (BAC) result indicated that Melastoma

malabathricum can be used as bio-indicator for Ni, Co and Cd. Soil in the study area was

dominated by sand and has a loamy sand texture. Organic matter content was in the range of

1.45% to 5.91%. Soil pH values range from 3.55 to 5.68 which rendered it as acidic.

Electrical conductivity was in the range of 2.14 mS/cm to 2.58 mS/cm. Heavy metals range of

concentration in soils were from 134.66 mg/kg to 1268.5 mg/kg for Zn, 132.99 mg/kg to

164.14 mg/kg for Co, 21.31 mg/kg to 148.12 mg/kg for Pb, from 2.93 mg/kg to 10.71 mg/kg

36

for Ni and from 0.89 mg/kg to 3.35 mg/kg for Cd.

KEYWORDS.. Heavy Metals, ex-mine soil, Bio-indicator, Melastoma malabathricum,

PENDAHULUAN

Lombong Pelepah Kanan, Pelepah Kanan merupakan sebuah bekas lombong besi dan timah

yang terletak pada latitud 1°47’42.0”U ke 1°50’23.3”U dan longitud 103°49’58.9”T ke

103°51’23.3”T. Ia mempunyai keluasan kira-kira 7 km² dan merupakan sebuah lombong

tinggal yang terletak di Kota Tinggi, Johor. Ia merupakan lombong dedah dengan keadaan

permukaan yang menunjukkan kerosakan ketara topografi, kerosakan struktur tanah dan

kehilangan tanah baki, bahan organik serta nutrien. Tanah di kawasan lombong juga jelas

menunjukkan tekstur yang berbeza–beza dengan kandungan lodak atau pasir menjadi terlalu

tinggi di sesetengah kawasan iaitu kawasan pembuangan sisa pepejal, longgokan amang dan

kawasan longgokan bijih yang sedia untuk diangkut. Terdapat kesan aktiviti pemecahan

batuan yang mengandungi bijih kepada saiz yang lebih kecil untuk dihancurkan oleh

penghancur batuan. Batuan yang telah dihancurkan diasingkan daripada lodak dan pasir

kemudian dilonggokkan di kawasan pelonggokan bijih. Kawasan hutan di sekitarnya masih

mengekalkan tekstur asal tanah kerana masih belum terganggu. Sisa lombong dan amang

yang dilonggokkan di bahagian yang lebih tinggi didapati tertabur ke bahagian lombong yang

lebih rendah menuju ke arah legeh Sg. Pelepah Kanan. Angkutan sisa lombong ini berlaku

secara hakisan air permukaan terutamanya pada masa hujan dan menuju terus ke arah legeh

Sg. Pelepah Kanan tanpa sebarang penghalang.

Kandungan logam berat di dalam tanah di kawasan ini dilaporkan tinggi (Wan Mohd.

Razi, et al., 2005) dan melebihi had berpotensi toksik yang digariskan oleh Kabata-Pendias

dan Pendias (2001). Ini boleh memberikan impak yang bahaya terhadap persekitaran dan

komponennya (Kabata-Pendias & Pendias, 2001). Antara punca utama pencemaran logam

berat adalah hasil aktiviti manusia (antropogenik), antaranya aktiviti perlombongan

(Herawati, et al., 2000). Pengumpulan logam berat oleh tanah dikenalpasti akan

menyebabkan kesan kerosakan terhadap kualiti air bawah tanah, kesuburan jangka masa

panjang tanah dan juga pertumbuhan tumbuhan (McBride, et al., 1999). Logam berat mudah

bergerak di sekitaran dan berupaya berkumpul dalam flora. Sayur-sayuran juga telah

menunjukkan keupayaan penyerapan kuantiti logam berat yang banyak. Kandungan logam

berat di dalam tanah pertanian yang melebihi takat tertentu akan menjejaskan pengeluaran

produk pertanian termasuk haiwan ternakan dan sayur-sayuran (McLaughlin, et al., 2000).

Melalui kajian tentang pengumpulan unsur surih dalam tumbuhan, terdapat juga

banyak spesies tumbuhan lain yang berupaya bertindak sebagai pengumpulan logam berat

(Brooks, 1972; Brooks, 1983; Kovaleveskii 1979). Prasad dan Vijayasaradhi (1985)

mendapati Desmodium adscendens adalah tumbuhan pengumpul nikel (Ni). Pterocarpus

santalinus pula merupakan tumbuhan yang berupaya mengumpul Sr, Zn, dan Cu dalam

jumlah yang banyak (Raju, et al., 1999). Menurut Tiagi (1990), organ tumbuhan yang

berlainan akan menunjukkan perbezaan yang besar dalam pengumpulan logam berat yang

berlainan. Tumbuhan-tumbuhan yang bertindak sebagai pengumpulan logam berat tersebut

boleh dijadikan sebagai penunjuk biologi untuk memantau keadaan bahan pencemar di

tempat itu. Kertas ini membincangkan kandungan logam-logam berat dalam tanah dan

dalam komponen tumbuhan Melastoma malabathricum di sekitar tapak bekas Lombong

Pelepah Kanan, Kota Tinggi, Johor dan melihat sama ada tumbuhan ini sesuai untuk dijadikan

penunjuk biologi bagi logam berat yang dikaji.

37

Rajah 1. Peta menunjukkan stesen persampelan di dalam kawasan lombong Pelepah Kanan.

(1, Kawasan pecah batu; 2, Sempadan hutan, longkang, lereng bukit; 3, Longgokan bijih besi; 4,

Longgokan pasir; 5, Longgokan amang.)

S4

S1

S3

S5

S2

38

BAHAN DAN KAEDAH

Kawasan kajian mengalami iklim khatulistiwa dengan purata suhu tahunan 28ºC. Lombong

ini terletak di bahagian pangkal Sungai Pelepah Kanan iaitu di bahagian susuk tenggara

Gunung Muntahak (634 meter) yang merupakan gunung tertinggi di Kota Tinggi (Rajah 1).

Terdapat empat buah sungai yang mengalir di sekitar kawasan lombong ini. Kawasan kajian

terletak di kawasan bekas lombong besi dan timah Lombong Pelepah Kanan yang

bersebelahan dengan tempat rekreasi Pelepah Kanan Kota Tinggi dan dikelilingi oleh Hutan

Rezab Panti, Kota Tinggi, Johor.

Sebanyak 15 sampel tanah atas (0-20cm) dan pokok Melastoma malabathricum

daripada lima stesen yang terdiri daripada kawasan tapak perlombongan (stesen 1), kawasan

sempadan hutan, berdekatan longkang, lereng bukit (stesen 2), kawasan longgokan bijih

(stesen 3), kawasan longgokan sisa pepejal pasir (stesen 4) dan longgokan amang (stesen 5)

telah diambil. Pokok M. malabathricum di kawasan persampelan tanah yang dipilih turut

diambil. Sampel tanah atas (< 2 mm) yang disediakan telah dianalisis bagi menentukan

beberapa ciri fiziko-kimia dan kandungan logam beratnya. Kandungan logam berat dalam

bahagian pokok Melastoma malabathricum yang berbeza (akar, batang dan daun) turut

ditentukan. Penentuan saiz partikel dilakukan mengikut kaedah pipet berserta ayakan kering

(Abdulla, 1966). Tekstur tanah didapatkan dengan memplot peratus kandungan pasir, kelodak

dan lempung dalam carta tigasegi tekstur. Kandungan bahan organik ditentukan secara

pembakaran (Avery & Bascomb 1982). Pengukuran pH tanah dilakukan di dalam nisbah 1:2.5

bagi tanah:air suling (MAFF 1986) menggunakan meter pH berelektrod kaca Model WTW

INOLAB Aras 1. Kekonduksian elektrik ditentukan daripada ekstrak CaSO4.2H2O tepu

(Massey & Windsor, 1967) menggunakan alat meter kekonduksian Model H 18819 Hanna.

Pengekstrakan logam-logam berat dalam pokok Melastoma malabathricum mengikut

bahagian masing-masing iaitu akar, batang dan daun dilakukan secara penghadaman basah

menurut kaedah AOAC (1984), manakala logam berat di dalam tanah diekstrak berdasarkan

kaedah Archer dan Hodgson (1987). Logam berat dalam tumbuhan dan tanah yang dapat

diekstrak ke dalam larutan dicairkan menjadi 100 mL dengan air suling nyahion dan analisis

logam-logam berat dilakukan dengan spektrofotometer penyerapan atom (AAS) nyalaan

Model Perkin Elmer 3300/4400B.

HASIL DAN PERBINCANGAN

Taburan saiz partikel tanah ditunjukkan dalam Jadual 1. Tekstur tanah kawasan yang dikaji

adalah pasir, pasir berlom, lom, lom berpasir, lom lempung berpasir, lom lempung dan lom

berkelodak. Kandungan pasir adalah dominan diikuti oleh kelodak dan lempung. Kandungan

bahan organik adalah rendah dengan julat di antara 1.69 hingga 4.58%. Nilai pH juga adalah

berasid ke sangat berasid, manakala kekonduksian elektrik adalah rendah iaitu di bawah 2.51

mS/cm. Kandungan pasir yang tinggi pada stesen 3 dan 4 disebabkan oleh proses pemecahan

dan pengasingan batuan yang dilakukan untuk mendapatkan bijih. Kandungan bahan organik

rendah kerana kawasan bekas lombong ini tidak dilitupi oleh tumbuhan yang banyak. Tanah

bekas lombong adalah sangat berasid ke asid disebabkan oleh larutlesap yang keterlaluan,

hakisan dan kehadiran FeS2, CuFeS.

39

Jadual 1. Nilai Purata Ciri Fiziko-Kimia Tanah Setiap Stesen Di Kawasan Kajian

Stesen Peratusan

Pasir

Peratusan

kelodak

Peratusan

lempung

Peratusan

bahan

organik

pH Kekonduksian

elektrik

(mS/cm)

1 43.87±6.70 39.89±12.26 16.23±6.33 3.76±1.47 4.10±0.32 2.33±0.06

2 55.28±5.19 20.04±13.38 24.68±11.91 4.58±2.10 4.16±0.53 2.19±0.09

3 85.40±4.82 10.34±5.68 4.27±1.22 1.69±0.21 4.83±0.48 2.24±0.14

4 87.96±3.60 7.34±3.14 4.71±1.80 3.18±0.70 5.05±0.71 2.32±0.09

5 43.40±9.12 33.38±10.86 23.22±1.21 2.91±0.66 4.88±0.43 2.51±0.05

1, Kawasan pecah batu; 2, Sempadan hutan, longkang, lereng bukit; 3, Longgokan bijih besi;

4, Longgokan pasir; 5, Longgokan amang.

Komposisi logam berat dalam tanah

Analisis data bagi kandungan logam berat dalam tanah di kawasan kajian ditunjukkan dalam

Jadual 2. Antara lima logam berat yang dikaji, Zn menunjukkan purata kepekatan yang paling

tinggi diikuti oleh Co, Pb, Ni dan Cd.

Jadual 2. Purata kandungan logam berat (mg/kg) di dalam tanah setiap stesen

di kawasan kajian

Stesen Zn Co Pb Ni Cd

1 364.06±203.8 132.99±6.2 79.14±61.1 7.44±3.9 1.54±0.6

2 431±53.7 143.14±8.1 38.15±15.2 5.00±1.3 1.50±0.4

3 783.34±186.6 152.21±2.9 53.23±5.9 6.32±1.3 2.52±0.3

4 475.33 ±34.3 164.14±4.1 53.76±1.8 8.21±1.9 1.82±0.3

5 754.50±446.9 163.04±6.7 52.14±25.5 7.08±3.8 2.20±1.0

1, Kawasan pecah batu; 2, Sempadan hutan, longkang, lereng bukit; 3, Longgokan bijih besi; 4,

Longgokan pasir; 5, Longgokan amang.

Kandungan logam berat Zn dan Co didapati mencatatkan nilai purata yang melebihi

nilai kepekatan kritikal (Kabata-Pendias & Pendias, 2001) yang berpotensi toksik dalam

tanah. Walau bagaimanapun purata kepekatan logam Pb, Ni dan Cd masih di bawah aras

kepekatan kritikal yang berpotensi toksik dalam tanah. Kepekatan kritikal dalam tanah bagi

Zn, Co, Pb, Ni dan Cd adalah masing-masing 70-400 mg/kg, 25-50, 100-400, 100 dan 5

mg/kg.

Kandungan logam berat dalam bahagian tumbuhan melastoma malabathricum

Kajian ini bertujuan menilai koefisien penyerapan biologi (BAC) bagi spesies Melastoma

malabathricum. BAC ialah nilai kandungan logam berat dalam tumbuhan berbanding dengan

nilai kandungan logam berat dalam tanah. Data tentang kandungan logam berat dan nilai

BAC dalam bahagian-bahagian tumbuhan Melastoma malabathricum ditunjukkan dalam

Jadual 3 hingga Jadual 7.

Nikel (Ni)

Purata kepekatan Ni dalam akar adalah tertinggi dengan nilai 608.83 ± 487.27 mg/kg diikuti

oleh daun dengan purata kepekatan 239.03±120.67 mg/kg dan batang dengan purata

kepekatan 159.60±77.91 mg/kg. Analisis statistik menunjukkan korelasi positif Ni dalam

batang dengan akar (r=0.622, n=15) pada aras keertian p < 0.05. Analisis ANOVA menunjuk

terdapat perbezaan yang bererti antara Ni dalam akar, batang dan daun tumbuhan dengan nilai

F = 5.44 pada aras keertian p<0.01.

40

Jadual 3. Kepekatan (mg/kg) logam Nikel (Ni) dan koefisien penyerapan biologi (BAC) bagi

tumbuhan Melastoma malabathricum

Stesen Sampel Akar Batang Daun Tanah

1 a

(BAC)

100.11

(11.71)

98.88

(11.56)

102.14

(11.95)

8.55

b

(BAC)

96.12

(31.51)

94.89

(31.11)

99.67

(32.68)

3.05

c

(BAC)

103.88

(9.70)

114.38

(10.68)

113.73

(10.62)

10.71

2 a

(BAC)

164.23

(34.50)

90.35

(18.98)

218.49

(45.90)

4.76

b

(BAC)

100.18

(15.75)

94.48

(14.86)

112.46

(17.68)

6.36

c

(BAC)

1507.97

(388.65)

236.77

(61.02)

104.48

(26.93)

3.88

3 a

(BAC)

940.23

(174.12)

103.71

(19.21)

113.71

(21.06)

5.40

b

(BAC)

254.05

(35.14)

109.45

(15.14)

407.95

(56.42)

7.23

c

(BAC)

109.82

(15.32)

114.0

(15.90)

122.61

(17.10)

7.17

4 a

(BAC)

262.81

(25.57)

123.49

(12.01)

214.56

(20.87)

10.28

b

(BAC)

104.46

(15.95)

102.06

(15.58)

273.33

(41.73)

6.55

c

(BAC)

838.93

(107.69)

108.13

(13.88)

468.84

(60.18)

7.79

5 a

(BAC)

1391.07

(173.67)

200.89

(25.08)

207.18

(25.87)

8.01

b

(BAC)

500.64

(170.87)

375.12

(128.03)

247.47

(84.46)

2.93

c

(BAC)

687.02

(66.70)

187.52

(18.21)

356.76

(34.64)

10.30

Menurut Cataldo, et al. (1978) apabila Ni dalam fasa larut, ia tersedia diserap oleh

akar. Ni adalah tersedia dan kerap diambil oleh tumbuhan dan tertumpuk dalam tisu

tumbuhan hingga suatu kuantiti tertentu, penjerapannya mempunyai korelasi positif dengan

penumpukan Ni dalam tanah. pH tanah merupakan faktor yang utama dalam mempengaruhi

pengambilan Ni oleh akar tumbuhan. Dalam keadaan tanah berasid, pengambilan Ni oleh

tumbuhan adalah meningkat.

Interaksi antara Ni dengan logam Fe dipercayai adalah mekanisme biasa dalam

mendorong ketoksikan Ni. Ni yang berlebihan dipercayai menyebabkan berkurangan

kandungan Fe dengan menghalang perpindahan Fe daripada akar ke bahagian atas tumbuhan.

Nilai BAC Ni adalah tertinggi dalam akar tumbuhan berjulat antara 9.70 hingga

388.65 dengan purata 85.12 ± 20.67, diikuti oleh bahagian daun dengan purata 33.87 ± 20.67

dan batang dengan purata 27.42 ± 30.50. Secara keseluruhannya, nilai BAC Ni adalah paling

tinggi berbanding dengan logam-logam lain. Nilai BAC tinggi ini menunjukkan penumpukan

logam dalam bahagian tumbuhan adalah lebih tinggi berbanding dengan dalam tanah. Spesies

tumbuhan ini menunjukkan spesies akumulator Ni yang mempunyai keupayaan tinggi untuk

menyerap Ni.

Kobalt (Co)

41

Unsur Co tertumpuk paling banyak di bahagian akar dengan kepekatan berjulat daripada

38.68 mg/kg hingga 828.14 mg/kg dengan purata 287.52 ± 284.05 mg/kg. Julat kepekatan Co

dalam daun antara 50.18 mg/kg hingga 155.68 mg/kg manakala purata kepekatannya antara

76.85 ± 31.16 mg/kg. Hasil analisis korelasi menunjukkan hubungan positif yang signifikan

antara batang dengan akar (r=0.615, n=15) dan antara tanah dengan akar (r=0.567) pada aras

keertian (p<0.05) serta antara batang dengan daun (r=0.697) pada aras keertian (p<0.01).

Analisis ANOVA pula menunjukkan perbezaan yang bererti Co dalam ketiga-tiga bahagian

tumbuhan iaitu F = 3.60 pada aras keertian (p<0.05).

Jadual 4. Kepekatan (mg/kg) logam kobalt (Co) dan koefisient penyerapan biologi (BAC) bagi

tumbuhan Melastoma malabathricum

Stesen Sampel Akar Batang Daun Tanah

1 a

(BAC)

53.90

(0.04)

50.18

(0.38)

57.67

(0.44)

131.52

b

(BAC)

38.68

(0.30)

59.04

(0.46)

63.75

(0.50)

127.62

c

(BAC)

79.98

(0.57)

61.65

(0.44)

63.80

(0.46)

139.83

2 a

(BAC)

96.31

(0.72)

52.97

(0.40)

121.0

(0.90)

134.10

b

(BAC)

57.34

(0.38)

61.90

(0.41)

63.60

(0.42)

149.72

c

(BAC)

828.14

(5.69)

134.08

(0.92)

67.94

(0.47)

145.60

3 a

(BAC)

606.53

(4.01)

66.90

(0.44)

73.66

(0.49)

151.18

b

(BAC)

155.86

(1.04)

66.92

(0.45)

220.16

(1.50)

149.95

c

(BAC)

69.03

(0.44)

68.29

(0.44)

73.59

(0.47)

155.49

4 a

(BAC)

169.78

(1.04)

71.09

(0.44)

144.55

(0.88)

163.89

b

(BAC)

73.68

(0.46)

64.42

(0.40)

154.47

(0.96)

160.16

c

(BAC)

540.95

(3.21)

68.44

(0.41)

283.76

(1.69)

168.37

5 a

(BAC)

813.39

(5.11)

111.77

(0.70)

131.38

(0.82)

159.20

b

(BAC)

297.21

(1.87)

247.21

(1.56)

136.19

(0.86)

158.79

c

(BAC)

432.09

(2.53)

101.60

(0.59)

217.35

(1.27)

170.81

Pengambilan Co oleh tumbuhan adalah salah satu faktor yang membolehkan Co

bergerak dalam tanah dalam larutan. Banyak kajian menunjukkan tanah yang kaya dengan Co

mendorong peningkatan pengambilan logam ini dalam tumbuhan.

Co dan Fe dalam tumbuhan menunjukkan hubungan yang sangat signifikan. Geokimia

dan biokimia yang bersifat antagonistik bagi kedua-dua logam itu telah wujud disebabkan

kedua-dua logam bersaing dalam tempat struktur kristal yang sama dan daripada sebatian

ikatan logam dengan organik (metallo-organik) yang sama.

Koefisien penyerapan biologi (BAC) Co menunjukkan bacaan yang paling tinggi

42

dalam akar dengan julatnya 0.04 hingga 5.11, dengan purata dan sisihan piawai 1.83±1.86.

BAC paling rendah pada bahagian batang dengan purata dan sisihan piawai 0.56±0.31mg/kg

(Jadual 4). Secara keseluruhannya, penumpukan logam ini dalam bahagian-bahagian

tumbuhan adalah agak kurang. Ini dapat dilihat dalam nilai BAC yang rendah. Walau

bagaimanapun spesies tumbuhan ini masih berupaya untuk menumpuk logam Co.

Zink (Zn)

Kepekatan Zn paling tinggi dalam akar tumbuhan yang berjulat 13.8 mg/kg hingga 140.49

mg/kg dengan purata 76.61 ± 133.88 mg/kg. Kepekatan Zn paling rendah berlaku pada

bahagian batang dengan julat kepekatan antara 11.6 mg/kg hingga 136.58 mg/kg (Jadual 5),

dengan purata kepekatan terendah iaitu 42.91 ± 30.95 mg/kg. Analisis korelasi positif agak

kuat ditunjukkan antara Zn dalam daun dengan akar (r=0.654) dan dengan tanah (r = 0.712)

pada aras keertian (p<0.05). ANOVA tidak menunjukkan perbezaan yang bererti Zn dalam

ketiga-tiga bahagian tumbuhan.

Akar biasanya mengandungi lebih banyak Zn berbandingan dengan bahagian atas

tumbuhan, terutamanya bagi tumbuhan yang hidup dalam tanah yang kaya dengan Zn. Zn

akan dipindah daripada akar dan tertumpu pada bahagian atas tumbuhan. Zn juga dikenali

tertumpu di kloroplas dan dalam cecair vakuol serta dalam membran sel. Oleh itu, Zn adalah

kemungkinan tertumpu pada daun yang matang. Jadi, boleh dikatakan Zn tertumpuk banyak

dalam bahagian akar dan daun tumbuhan.

Zn dengan Cd bersifat antagonistik dan sinergistik dalam proses pengambilan dan

pengangkutan tumbuhan. Kitagishi & Yamane (1981) memperhatikan dalam bijirin, Zn

bersaing untuk tempat Cd, di mana terdapat peningkatan keterlarutan Cd dan perpindahan Cd

daripada akar ke atas tumbuhan. Wallace, et al. (1980) pula menyatakan Cd tertumpu tinggi

dalam akar pada aras Zn yang tinggi dan pada larutanyang mempunyai pH yang rendah.

Zn dengan Cu menunjukkan interaksi antagonistik di mana pengambilan salah satu

logam adalah bersaing untuk menghalang antara satu sama lain Hal ini kerana tempat

pengambilan bagi kedau-dua logam adalah sama dalam mekanisme penyerapan.

Zn dengan Fe juga bersifat antagonistik dan mempunyai mekanisme yang sama dalam

kesan tekanan logam berat lain pada pengambilan Fe. Zn yang berlebihan mengurangkan

penumpukan Fe dalam tumbuahan. Ini berlaku kerana persaingan Zn2+

dan Fe2+

dalam proses

pengambilan dan pengangguan dalam proses kelat semasa pangambilan dan pengangkutan Fe

daripada akar ke daun. Menurut Olsen (1972), Fe menurunkan penyerapan Zn.

Zn tertumpuk paling tinggi dalam bahagian akar dan daun tumbuhan dengan purata

BAC 0.14±0.25. Manakala dalam bahagian batang, nilai BAC berada dalam julat antara 0.05

hingga 0.10 dengan purata dan sisihan piawai 0.09±0.08. Zn dalam bahagian tumbuhan

menunjukkan kandungan yang sedikit. Jadi boleh dikatakan spesies tumbuhan ini tidak

mempunyai ciri penumpukan logam Zn.

Kadmium (Cd)

Cd tertumpuk paling tinggi pada bahagian akar tumbuhan.dengan julat di antara 0.69 mg/kg

hingga 44.99 mg/kg dengan purata dan sisihan piawai 12.88 ±15.07 mg/kg. Logam Cd

diserap paling sedikit pada bahagian batang dengan kepekatannya berjulat di antara 1.09

mg/kg hingga 13.92 mg/kg dengan puratanya 3.66 ±3.34 mg/kg. Hasil analisis ANOVA tidak

menunjukkan perbezaan kandungan Cd yang signifikan antara bahagian-bahagian tumbuhan

tersebut.

43

Jadual 5. Kepekatan (mg/kg) logam Zink (Zn) dan koefisien penyerapan biologi (BAC) bagi

tumbuhan Melastoma malabathricum

Stesen Sampel Akar Batang Daun Tanah

1 A

(BAC)

14.81

(0.03)

22.05

(0.05)

33.69

(0.08)

433.17

B

(BAC)

4.26

(0.03)

34.08

(0.25)

14.08

(0.10)

134.66

C

(BAC)

13.80

(0.03)

46.49

(0.09)

28.16

(0.05)

524.34

2 A

(BAC)

42.24

(0.09)

16.16

(0.03)

130.39

(0.27)

483.33

B

(BAC)

42.85

(0.11)

35.13

(0.09)

64.93

(0.17)

376.00

C

(BAC)

15.50

(0.04)

136.58

(0.31)

35.16

(0.08)

433.67

3 A

(BAC)

39.60

(0.05)

45.96

(0.06)

84.38

(0.11)

752.67

B

(BAC)

82.69

(0.13)

18.80

(0.03)

197.03

(0.32)

614.00

C

(BAC)

15.85

(0.02)

69.07

(0.07)

91.40

(0.09)

983.34

4 a

(BAC)

25.26

(0.05)

26.83

(0.06)

73.89

(0.16)

461.67

b

(BAC)

29.60

(0.07)

24.31

(0.05)

87.24

(0.19)

450.00

c

(BAC)

140.49

(0.27)

11.60

(0.02)

80.86

(0.16)

514.33

5 a

(BAC)

541.65

(1.01)

46.49

(0.09)

89.00

(0.16)

537.00

b

(BAC)

42.73

(0.09)

45.89

(0.10)

28.37

(0.06)

458.00

c

(BAC)

97.84

(0.08)

64.15

(0.05)

162.83

(0.13)

1268.50

Cd diserap efektif oleh akar dan daun tumbuhan walaupun Cd dinyatakan tidak

penting bagi tumbuhan. Secara umum, pH tanah adalah faktor utama dalam pengawalan

jumlah dan relatif pengambilan Cd. Apabila pH tanah berkurang, penumpukan Cd dalam tisu

tumbuhan akan bertambah.

Akar bagi sesetengah spesies tumbuhan boleh mengambil jumlah Cd yang banyak

daripada medium bawah. Perpindahan lokasi Cd melalui tumbuhan mungkin terhad kerana

Cd mudah dipegang dalam tempat pertukaran sebatian aktif yang terletak pada dinding sel.

Interaksi Cd dengan Zn adalah berlawanan. Zn menurunkan pengambilan Cd oleh

akar. Cd dengan Cu bersifat antogonistik kerana Cu menghalang penyerapan Cd. Terdapat

juga interaksi Cd dengan logam lain seperti Mn dan Ni kerana wujudnya tempat

pertukargantian yang sama semasa proses pengambilan.

Nilai BAC dalam Jadual 6 didapati agak tinggi. Nilai BAC dalam akar mempunyai

sela di antara 0.39 hingga 24.86, dalam batang selanya antara 0.45 hingga 9.67 manakala

dalam daun selanya antara 0.2 hingga 58.89. Ini menunjukkan Cd dalam bahagian-bahagian

tumbuhan adalah lebih tinggi daripada tanah. Oleh itu spesies tumbuhan ini bersifat untuk

menumpuk logam ini.

44

Jadual 6. Kepekatan (mg/kg) logam kadmium (Cd) dan koefisien penyerapan biologi (BAC)

bagi tumbuhan Melastoma malabathricum

Stesen Sampel Akar Batang Daun Tanah

1 a

(BAC)

0.75

(0.39)

1.28

(0.67)

1.9

(0.99)

1.91

b

(BAC)

0.69

(0.78)

2.14

(2.4)

53.3

(58.89)

0.89

c

(BAC)

2.07

(1.13)

2.1

(1.15)

3.34

(1.83)

1.83

2 a

(BAC)

3.77

(3.43)

1.48

(1.35)

3.87

(3.52)

1.10

b

(BAC)

2.18

(1.50)

1.3

(0.90)

2.01

(1.39)

1.45

c

(BAC)

40.43

(20.84)

7.56

(3.90)

3.54

(1.82)

1.94

3 a

(BAC)

24.86

(8.54)

1.32

(0.45)

3.14

(1.08)

2.91

b

(BAC)

1.42

(0.61)

2.99

(1.28)

3.33

(1.42)

2.34

c

(BAC)

1.63

(0.71)

3.49

(1.52)

0.46

(0.2)

2.30

4 a

(BAC)

7.97

(3.89)

4.01

(1.96)

6.8

(3.32)

2.05

b

(BAC)

2.32

(1.59)

4.15

(2.84)

9.33

(6.39)

1.46

c

(BAC)

25.27

(12.96)

1.09

(0.56)

11.87

(6.09)

1.95

5 a

(BAC)

44.99

(24.86)

3.17

(1.75)

6.94

(3.83)

1.81

b

(BAC)

12.49

(8.67)

13.92

(9.67)

6.59

(4.58)

1.44

c

(BAC)

22.35

(6.87)

4.86

(1.45)

12.59

(3.76)

3.35

Plumbum (Pb)

Jadual 7 menunjukkan kebanyakan Pb tidak berapa diserap oleh akar, daun dan batang

tumbuhan. Terdapat hanya akar tumbuhan stesen 5, 1b, 3b, 4b yang menunjukkan kepekatan

Purata kepekatannya dalam akar adalah 3.91±3.58 mg/kg. Dalam batang purata kepekatannya

adalah 0.96±0.75 mg/kg dan dalam daun tumbuhan pula puratanya sebanyak 0.42±0.46

mg/kg.

Pb diserap oleh akar dengan pengambilan secara pasif. Pb diserap terutamanya oleh

akar rerambut dan disimpan dalam dinding sel dengan tahap yang agak tinggi. Akar tumbuhan

dapat mengambil jumlah Cu yang banyak apabila Pb hadir dalam bentuk larutan dalam cecair

nutrien.

Perpindahan Pb daripada akar ke atas adalah sangat terhad. Terdapat hanya 3% Pb

dalam akar akan dipindahkan ke batang (Zimdahl 1975). Hipotesis Zimdahl & Koeppe (1977)

menyatakan pengambilan Pb daripada tanah adalah tidak diambil secara langsung daripada

tanah oleh tumbuhan tetapi lebih kepada serapan daripada tumbuhan mati yang tertumpu

hampir pada permukaan tanah. Namun demikian, terdapat banyak bukti yang menunjukkan

45

Pb diambil oleh akar daripada tanah.

Peningkatan kapasiti pertukaran kation, pH yang sangat rendah, bahan organik, dan P

menurunkan pengambilan Pb ke dalam tumbuhan. Terdapat kesan penghalang Pb atas

pengambilan Cd oleh akar tumbuhan. Zn dengan Pb yang bersifat antagonistik memberi

kesan perpindahan elemen daripada akar ke atas bahagian tumbuhan (Pendias, 1984).

Secara keseluruhannya, Pb tidak atau hanya diserap sedikit oleh tumbuhan maka nilai

BAC akan menjadi rendah. Nilai BAC rendah menunjukkan spesies tumbuhan ini tidak

berupaya menumpukkan logam Pb di dalamnya.

Jadual 7. Kepekatan (mg/kg) logam plumbum (Pb) dan koefisien penyerapan biologi (BAC)

bagi tumbuhan Melastoma malabathricum

Stesen Sampel Akar Batang Daun Tanah

1 a

(BAC)

ND 0.38

(0.007)

0.15

(0.003)

57.59

b

(BAC)

2.05

(0.065)

ND 0.16

(0.005)

31.70

c

(BAC)

ND ND ND 148.12

2 a

(BAC)

ND ND ND 21.31

b

(BAC)

ND 1.23

(0.024)

ND 50.96

c

(BAC)

ND 0.32

(0.008)

0.95

(0.023)

42.19

3 a

(BAC)

ND ND ND 60.08

b

(BAC)

3.76

(0.076)

1.91

(0.039)

ND 49.57

c

(BAC)

ND ND ND 50.03

4 a

(BAC)

ND ND ND 52.04

b

(BAC)

0.088

(0.002)

ND ND 53.60

c

(BAC)

ND ND ND 55.63

5 a

(BAC)

7.90

(0.177)

ND ND 44.61

b

(BAC)

1.07

(0.034)

ND ND 31.30

c

(BAC)

8.60

(0.107)

ND ND 80.52

ND – Tidak dapat dikesan: 1, Kawasan pecah batu; 2, Sempadan hutan, longkang, lereng bukit; 3,

Longgokan bijih besi; 4, Longgokan pasir; 5, Longgokan amang.

46

KESIMPULAN

Kebanyakan tanah di kawasan kajian adalah jenis berpasir dan bertekstur pasir berloam.

Purata kandungan bahan organik adalah rendah iaitu antara 1.69% hingga 4.58%. Nilai pH

bagi tanah di kawasan kajian adalah sekitar 4.10 hingga 5.05 iaitu bersifat asid. Kekonduksian

elektrik tanah adalah di antara 2.14 mS/cm hingga 2.58mS/cm.

Kandungan purata logam-logam berat dalam tanah kawasan kajian adalah tinggi bagi

Zn iaitu di antara 364.06 mg/kg hingga 783.74 mg/kg. Purata kepekatan Zn adalah tertinggi

diikuti oleh logam Co iaitu antara 132.99 mg/kg hingga 164.14 mg/kg, Pb di antara 38.15

mg/kg hingga 79.14 mg/kg, Ni di antara 5.0 mg/kg hingga 8.21 mg/kg dan Cd di antara 1.50

mg/kg hingga 2.52 mg/kg.

Kandungan logam berat yang terkandung dalam bahagian akar, batang dan daun

tumbuhan Melastoma malabathricum menunjukkan bahawa Ni paling banyak diserap oleh

tumbuhan ini. Keduanya ialah logam Co diikuti Zn, Cd dan akhir sekali Pb. Logam-logam ini

tertumpuk paling banyak pada akar diikuti oleh daun dan batang tumbuhan. Didapati spesies

tumbuhan Melastoma malabathricum adalah sesuai sebagai penunjuk biologi bagi Ni, Co dan

Cd.

RUJUKAN

Abdulla, H. H. 1966. A study of the development of podzol profiles in Dovey forest. Tesis Ph.D

Aberystwyth: University of Wales.

Adong Laming. 2001. Permineralan besi, timah dan tembaga di Lombong Pelepah Kanan, Kota

Tinggi, Johor. Tesis Sarjana Sains, UKM (Tidak diterbitkan).

Archer, F. C. and Hodgson, I. H. 1987. Total and extracatable trace element content of soils in England

and Wales. Journal of Soil Science, 38: 421-432.

Avery, B. W. and Bascomb, C.L. 1982. Soil Survey Laboratory Methods. Soil Survey Technical

Monograph No. 6. Harpenden.

AOAC. 1984. Official Method of Analysis (14th Ed.). William, S. (Ed.). Association of Official

Chemist, Virginia.

Brooks, R. R. 1972. Geobotany and biogeochemistry in mineral exploration. Harper and Row, New

York.

Brooks, R. R. 1983. Biological methods of prospecting for minerals. Wiley, New York.

Cataldo, D. A., Garland, T. R., and Wildung, R. E. 1978. Nickel in plant, Plant Physiol, 62: 1563-

1566.

Chiras, D. D, 2001. Environmental Science: Creating A Sustainable Future. USA: Zones and Bartlett

Publishers. Inc.

Graham, R. D. 1981. Absorption of cooper by plant roots, in Copper in Soil and Plants. In:

Loneragan, J. F., Robsoon, A. D., and Graham, R. D., Eds. Academic Press, New York, 141.

Herawati, N.,Susuki, S., Hayashi, K., Rivai, I.P. and Koyama, H. 2000. Cadmium.

copper and zinc levels in rice and soil of Japan, Indonesia and China by soil type. Bulletin of

Environmental Contamination and Toxicology. 64: 33-39

Kabata-Pendias, A and Pendias, H. 2001. Trace elements in soils and plants (3rd

Ed.). Boca Raton,

Florida: CRC Press.

Kitagishi, K. and Yamane, I., Eds, 1981. Heavy metal Pollution in soil of Japan. Tokyo: Japan Science

Society Press.

Kovaleveskii, A. L. 1979. Biogeochemical exploration for mineral deposits. Amerind Publ Co Pvt Ltd,

New Delhi.

MAFF (1986). The Analysis of Agricultural Materials (Ministry of Agriculture, Fisheries and Food).

Technical Bulletin 27). HMSO, London.

Massey, D. M, and Windsor, G. W., 1967. Rep.glasshouse crops res.Inst.,P.72.

47

McBride, M.B., Richards, B. K., Steenhuis, T. and Spiers, G. 1999. Long-term leaching of trace

elements in heavily sludge-amended silty clay loam soil. Soil Science. 164: 613-623.

McLaughlin, M.J., Hamon, R.E., McLaren, R.G.., Speir, T. W. & Rogers, S.L. 2000. Review: A

bioavailability-based rational for controlling metal and metalloid contamination of agricultural

land in Australia and New Zealand. Aus. J. Soil Res. 38: 1037-1086.

Metson, A.J. (1956). Method of Chemical Analysis for Soil Survey samples. N.Z.D.S.I.R. Soil Bureau

Bulletin no. 12.

Olsen, S. R. 1972. Micronutrient interactions, in Micronutrients in Agriculture. Soil Science Society

of America, Madison, Wis., 243.

Prasad, E. A. V. and Vijayasaradhi, D. 1985. Biogeochemistry of chromium and vanadium from

mineralized zones of Kondapalli and Putrela, Krishna District, Andhra Pradesh. J Geol Soc

India, 26: 133-136.

Raju, K. K, Raju, A. N. and Sudheer, A. S. 1999. Red sanders (Pterocarpus santalinus): a

biogeochemical study from south eastern part of Andhra Pradesh. J Geol Soc India, 54: 259-

266.

Tiagu, T. D. 1990. Geobotany and biogeochemistryin mineraql prospecting. Presidential address,

Botany section, Proc 77th Indian Sci Congr, pp 1-26.

Tidball, R, R,. 1976. Lead in soils, in Lead in The Environment. Lovering, T.G.. (Ed.) U.S.Geol. Surv.

Proc. Pap., 957, 43.

Tiffin, L. O. 1972. Translocation of micronutrients in plants, in Micronutrients in Agriculture, Soil

Science Society of America, Madison, Wis.

Tukimat, L., Wan Mohd Razi Idris, Sharilnizam, M. Y., Azman, H. dan Sahibin, A. R. 2004.

Pengumpulan logam berat di dalam spesies Melastoma malabathricum di sekitar lombong

besi dan tembaga Pelepah Kanan, Kota Tinggi, Johor. Prosiding Simposium Biologi

Kebangsaan Ke-7. Asmat, A,.et al. (Eds).

Wallace, A., Romney, E. M., and Alexender, G. V. 1980b. Zink-cadmium interactions on the

availability of each to bush bean plants grown in solution culture, J. Plant Nutr., 2: 51.

Wan Mohd Razi Idris, Tukimat, L., Sharilnizam, M. Y., Azman, H. and Sahibin, A. R. 2005.

Impact of mining activity on physico-chemical properties of soil in Kota Tinggi, Johor.

Proceeding of the Second Regional Symposium on Environment and Natural Resources, p.

187-189.

Zimdahl, R. L. 1975. Entry and movement in vegetation of lead derived from iron and soil sources.

Paper presented at 68th Annu. Meeting of the Air Pollution control Association, Boston, Mass.

Zimdahl, R.L. and Koeppe, D.E., 1977. Uptake by plants, in Lead in the environment. In: Boggess, W.

R. and Wixson, B.G., Eds., Report NSF, National Science Foundation, Washington, D.C., 99.